BAB III PROSES PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

Transkripsi

1 BB III PROSES PERNCNGN DN PERHITUNGN 3.1 Diagram alir penelitian MULI material ie an material aluminium yang iekstrusi Perancangan ie Proses pembuatan ie : 1. Pemotongan bahan 2. Pembuatan lubang port hole (in-ie) 3. Pembuatan neck an hea (in-ie) 4. Pembuatan lubang bearing (in-ie an out-ie) 5. Pembuatan volster 6. Pembuatan sub-volster Tiak Perakitan ie Koreksi ie Pengujian Tiak sesuai sesuai Dokumentasi / Rekapitulasi SELESI Gambar 3.1 Flow chart penelitian 43

2 3.2 Material ie Proses ekstrusi merupakan proses yang memerlukan pemanasan terlebih ahulu, untuk itu iperlukan sebuah material yang tahan terhaap panas. Oleh karena itu alam pemilihan ie harus ipertimbangkan kekerasan materialnya agar paa saat ilakukan pemanasan, kekerasan material masih tetap tinggi. Paa asarnya untuk material ekstrusi menggunakan material DC atau H13. Material DC atau H13 ini igunakan untuk Hot Work tool steels, imana paa proses ekstrusi ie ilakukan pemanasan awal sehingga paa saat proses ekstrusi menggunakan proses panas. Tetapi material DC atau H13 ini kalau berasarkan JIS (Japan Inustrial Stanar) isebut engan SKD 61. Karena kekerasan material DC atau SKD 61 ini masih renah sehingga paa temperatur yang tinggi mengalami kejenuhan, paahal paa proses ekstrusi menggunakan proses panas. Oleh karena itu material ini ilakukan nitriing sehingga kekerasannya bisa mencapai i atas 68. pabila kekerasan suah iatas 68 iharapkan ketika mengalami pemanasan maka kekerasan material tersebut masih tetap tinggi. Komposisi material SKD 61 aalah sebagai berikut : Carbon (C) : 0,35 ~ 0,42 % Silicon (Si) : 0,80 ~ 1,20 % Mangan (Mn) : 0,30 ~ 0,50 % Phosfor (P) : < 0,03 % Sulfur (S) : < 0,010 % Cromium (Cr) : 4,80 ~ 5,50 % Molibenum (Mo) : 1,0 ~ 1,50 % Vanaium (V) : 0,50 ~ 1,10 % 44

3 3.3 Material aluminium Untuk membuat profil yang igunakan untuk prouk arsitektur harus memilki karakterirtik tahan terhaap korosi, memiliki kekuatan yang tinggi serta mampu iekstrusi. Material aluminium yang memilki karakteristik tersebut aalah 63S atau menurut Japan Inustrial Stanar (JIS) yaitu merupakan nomor pauan aluminiumnya, seangkan untuk simbolnya biasa ikenal engan 6063S. Komposisi material aluminium 6063S aalah sebagai berikut : Si ( %), Fe (<0.35 %), Cu (<0.1 %), Mn (<0.1 %), Mg ( %), Cr (<0.1 %), Zn (<0.1 %), Ti (<0.1 %) an sisanya aalah luminium murni. 3.4 Bagian bagian ie paa rangkaian hollow ie In-ie In-ie merupakan bagian ari hollow ie yang seperti halnya spreaer paa soli ie yang berfungsi untuk mengalirkan serta menistribusikan aliran aluminium secara merata menuju opening ie, mengikis lapisan billet paling luar yang kotor karena apat mempengaruhi hasil ekstrusinya, serta menahan tekanan billet paa saat ilakukan ekstrusi agar ie tiak cepat rusak. Gambar 3.2 Gambar in-ie paa komponen hollow ie 45

4 3.4.2 Out-ie Out-ie bersama engan in-ie berfungsi untuk membentuk profil sesuai engan yang iinginkan. Gambar 3.3 Gambar out-ie 3.5 Komponen penukung ie Backer Seperti halnya paa soli ie, backer juga igunakan paa hollow ie. Tetapi paa hollow ie hanya igunakan kalau profil yang akan ibuat terapat tongue yang kritis sehingga memerlukan backer agar profil yang ihasilkan imensinya tetap stabil serta untuk menghinari ie cepat rusak. Dalam pembuatan profil hollow, backer igunakan hanya untuk ie tipe 20P, 24P, an 28P. Seangkan untuk tipe 31P hanya menggunakan volster Volster Seperti halnya backer, volster juga igunakan sebagai komponen penukung ie agar tiak cepat rusak paa saat ilakukan proses ekstrusi. Tetapi khusus untuk hollow ie, volster ini igunakan kalau tiak menggunakan backer. 46

5 3.5.3 Sub-volster Merupakan salah satu komponen paa ie yang berfungsi untuk menahan volster paa saat ilakukan proses ekstrusi. Penggunaan sub-volster ini juga bertujuan untuk efisiensi prouksi serta biaya yaitu engan sub-volster yang sama apat igunakan untuk profil yang berbea - bea. Untuk semua rangkaian ie, hanya menggunakan satu tipe sub-volster (lihat lampiran). Gambar 3.4 Gambar sub-volster 3.6 Gambar profil an gambar inspeksi Gambar profil Paa gambar ini terapat ukuran-ukuran ari sebuah profil yang akan ibuat, juga terapat keterangan-keterangan lain seperti : 1. Toleransi yang iminta 2. Berat profil setiap kilogram (Kg/m) 3. Luas penampang profil (mm 2 ) 47

6 4. Keliling profil (mm) 5. Titik berat profil (gr) 6. Fungsi profil 7. Kekuatan profil (nilai momen inersia) 8. Material yang ipakai 9. Bagian-bagian yang memerlukan perlakuan khusus seperti pewarnaan Biasanya setiap profil bertoleransi ±0.2, tetapi jika aa keterangan toleransi yang lain maka iusahakan profil masuk toleransi. Dalam gambar profil terapat penunjukan berat profil yang berguna untuk menghitung atau mencari ukuran ie an juga hasil prouksi. Ukuran luas penampang profil ini berguna untuk mencari ukuran ie, titik berat profil berfungsi untuk menentukan garis tengah ie Gambar inspeksi Paa gambar inspeksi ini terapat keterangan-keterangan untuk memeriksa profil setelah iekstrusi, keterangan tersebut aalah tabel imensi an toleransi yang isesuaikan engan alat ukur yang aa i bagian ekstrusi, permukaan yang terlihat paa saat prouknya suah jai (expose surface), posisi paa saat irakit engan profil yang lain, serta parameter paa saat ilakukan ekstrusi. 3.7 Penentuan tipe ie Untuk menentukan tipe ie harus iketahui terlebih ahulu circle size ari profil yang akan ibuat. Nilai iameter circle size alam perancangan profil hollow ini aalah 144,378 mm, maka engan melihat tabel stanar circle size (lampiran 1), serta mempertimbangkan biaya alam pembuatan ie, maka profil hollow ini menggunakan 48

7 tipe ie 31P-H2 yang menggunakan sub-volster, engan melihat stanar perakitan komponen ie (lampiran 2) maka tebal ie 170 mm. Ø Gambar 3.5 Diameter circle size 3.8 Penentuan tipe Port hole Paa perancangan hollow ie engan mempertimbangkan jumlah opening ie yaitu hanya 1 profil, kekuatan ie paa saat ilakukan proses ekstrusi an juga profil yang akan ibuat berbentuk menekati bentuk segi empat memanjang. Oleh karena itu untuk profil ini menggunakan port hole stanar yaitu tipe-e. 49

8 Gambar 3.8 Dimensi Port hole tipe-e 3.9 Neck Dengan mempertimbangkan keterseiaan alat potong (milling cutter) untuk membuat neck serta kecepatan aliran aluminium paa saat ilakukan proses ekstrusi, maka untuk profil hollow ini ipilih neck tipe Hea (kepala in-ie) Untuk bagian hea, karena untuk profil ini menggunakan ie 31P engan ketentuan bahwa ketinggian (h)>10, serta jika aa base pocket maka tinggi minimum aalah 15 mm, maka itentukan bahwa ketinggian (h) 17.5 mm. 50

9 Gambar 3.7 Dimensi Neck an Hea 3.11 Menentukan tebal profil Dalam menentukan tebal profil harus memperhatikan tongue kritis serta perubahan ketebalan profilnya. Untuk itu itentukan beberapa posisi yang mengalami perubahan ketebalan profil yaitu : a b e j c i h g f Gambar 3.8 Posisi ketebalan profil yang mengalami perubahan a. t a t profil + (panjang tongue x 0.004) (21.78 x 0.004) mm b. t b t profil + (panjang tongue x 0.004) 51

10 (21.78 x 0.004) mm c. t c t profil + (panjang tongue x 0.004) (21.78 x 0.004) mm. t t mm e. t e t profil + (panjang tongue x 0.004) (21.78 x 0.004) mm f. t f t mm g. t g t mm h. t h t mm i. t i t

11 mm j. t j t mm 3.12 Menentukan ketinggian bearing Ketinggian bearing Out-ie Dengan mempertimbangkan ketebalan profil, jarak terhaap port hole serta posisi profil yang akan iberikan imensi, maka itentukan beberapa posisi sebagai berikut : b c o p n l m h g a k j i e f Gambar 3.9 Posisi imensi untuk ketinggian bearing out-ie a S a a a 2. 88mm 53

12 b S b b b 3. 60mm c S c c c 6. 50mm S mm e S e e e 1. 5mm f S f f e 5. 0mm 54

13 g S g g g 4. 80mm h S h h h 3. 4mm i S i i i 7. 2mm j S j j j 5. 0mm k S k k k 7. 2mm l S l 55

14 l l 4. 8mm m S m m m 3. 4mm n S n n n 5. 2mm o S o o o 2. 0mm p S p p p 5. 2mm 56

15 Ketinggian bearing In-ie Dengan memperhatikan ketebalan profil, jarak terhaap port hole serta posisi profil yang akan iberikan imensi maka itentukan beberapa posisi seperti berikut : j b a c c i e f e f g h g Gambar 3.10 Posisi imensi untuk ketinggian bearing paa in-ie a. + 1 a out ie a a 8. 2mm b. + 1 b out ie b b 6. 0mm c. c 0. 8 S c c 4. 0 mm 57

16 S mm e S e e e 2. 0 mm f S f f f 2. 0 mm g S g g g mm h. + 1 h out ie h h 6. 0mm i. + 1 i out ie i

17 i 6. 0mm j. + 1 j out ie j j 8. 2mm 3.13 Menentukan komponen penukung ie Dalam pembuatan profil hollow ini iperlukan komponen penukung agar mengurangi efleksi ie paa saat ilakukan proses ekstrusi. Karena tipe ie untuk profil ini aalah 31P, maka komponen penukung yang igunakan aalah volster. Dengan melihat tabel perakitan stanar ie maka iketahui tebal ie aalah 170 mm an tebal volster aalah 100 mm, maka perhitungannya aalah : L ( t t ) x tan 2 ie + volster 0 L ( ) x tan 2 0 L 5. 2 mm Nilai perbesaran (L) iatas aalah ukuran minimum perbesaran opening volster terhaap opening out-ie. Dengan menggunakan utoca maka ari imensi profil itambah engan perbesaran garis terluar profil maka akan iapat opening volster. 59

18 Gambar 3.11 Gambar volster untuk profil hollow (HED) 3.14 Rangkaian komponen hollow ie Untuk membuat sebuah profil yang berbentuk hollow iperlukan sebuah rangkaian komponen ie yang teriri ari ie (in-ie an out-ie) yang nantinya imasukkan kealam ie ring serta komponen penukungnya yaitu backer atau volster an sub-volster. Gambar 3.12 Gambar rangkaian komponen hollow ie 60

19 3.15 Pengujian Dalam pengujian ekstrusi ini ilakukan untuk mengetahui profil yang ihasilkan ari perancangan ie ekstrusi untuk profil yang berbentuk hollow. Paa saat melakukan proses ekstrusi terapat beberapa kriteria keberhasilan alam melakukan proses ekstrusi yaitu : a. Bentuk profil sesuai engan yang iinginkan. b. Tiak terapat cacat akibat ekstrusi paa profil yang ihasilkan. c. Dimensi yang terukur paa profil sesuai engan yang iinginkan atau masih masuk alam toleransi.. Konisi masih tetap baik sehingga apat igunakan untuk ekstrusi berikutnya. Tahapan-tahapan alam pengujian ekstrusi yang ilakukan aalah sebagai berikut : 1. Seluruh rangkaian ie ikeluarkan ari ie heater kemuian ipasang paa alam ie ring 2. Dilakukan pengukuran engan menggunakan roll meter untuk rangkaian ie an volster, ari pengukuran ini tercatat panjang keseluruhan rangkaian ie aalah 350 mm. 3. Rangkaian ie ipasang paa ie slie 4. Dilakukan proses ekstrusi 5. Dilakukan pengecekan an pengukuran paa bagian epan an bagian belakang profil hasil ekstrusi. 61

20 Gambar 3.13 Posisi imensi yang iukur 6. Melakukan pengamatan secara visual paa rangkaian ie serta mengukur ulang panjang rangkaian. Paa saat ilakukan pengujian terapat parameter yang tercatat yaitu : 1. Temperatur ie : C 2. Temperatur billet : C 3. Ram spee : 6 ~ 8 mm/sec 4. Kecepatan ekstrusi : 9 ~ 10 m/min 62

21 Tabel 3.1 Hasil pengujian ie tipe 31P untuk membuat profil berbentu hollow (HED) Dari hasil percobaan ekstrusi iatas terlihat bahwa tiak itemukan cacat paa profil yang ihasilkan ari ekstrusi. Setelah ilakukan ekstrusi kemuian ilakukan pengukuran ulang paa seluruh rangkaian ie yang panjangnya tiak berubah yaitu 350 mm. 63